1 Verificação da Lei de Interferência de Young 1 – Materiais necessários •
Microcomputador
•
Impressora a jato de tinta (de preferência, colorida)
•
Software capaz de plotar gráficos matemáticos (GraphMatica, WinPlot, etc.)
•
Folhas tipo sulfite (A4)
•
Folhas de acetato (transparência para retroprojetor)
•
3 réguas comuns, de 20 ou 30 cm (com divisões em milímetros)
2 – Atividades com os círculos concêntricos 2.1 - Objetivo A atividade descrita a seguir tem por objetivo comprovar a Lei de Interferência de Young:
nλ = dsenθ Use as ondas planas esféricas, que foram impressas na folha de sulfite e na folha de acetato. Essas ondas irão simular as ondas emergentes das fendas A e B. 2.2 – Procedimentos a executar a)
Meça com uma régua a distância entre duas frentes de onda (como mostra a figura 1), obtendo um valor de λ = 0,5 cm.
2
λ = comprimento de onda medido diretamente com a régua = 0,5 cm
Figura 1 - Medir a distância entre duas frentes de onda quaisquer (ou seja, medir o espaçamento entre duas circunferências consecutivas)
3 b) Sobreponha a folha de acetato sobre a folha de papel sulfite, mantendo uma distância d, de aproximadamente 2 cm entre os centros (fontes) de cada onda.
d
posicione as ondas mantendo uma distância d, de aproximadamente 2 cm entre seus centros c) Meça a distância d com a régua, obtendo o valor d =
cm.
d) Você terá de posicionar três réguas, como mostra a foto seguinte. Os procedimentos de posicionamento de cada régua são descritos a seguir.
Amostra de uma fotografia real da medição realizada.
4 Primeiramente, posicione uma régua (régua 1) de tal forma que fique sobre uma linha imaginária perpendicular à linha que passa pelos centros das circunferências.
régua 1
Régua posicionada em uma linha perpendicular (imaginária) à linha que passa pelos centros das ondas
e) Posicione uma segunda régua (régua 2), partindo da mesma posição que a régua 1, e passando pela linha (imaginária) formada pelo primeiro máximo de interferência construtiva (n = 1). Essa linha (imaginária) do primeiro máximo é facilmente identificada visualmente, pois aparece como se fosse uma “linha branca”, formando um ângulo com a régua 1.
5
régua 2
θ
régua 1
A régua 2 foi posicionada na linha imaginária onde ocorre o primeiro máximo de interferência construtiva (n = 1), formando assim um ângulo θ com a régua 1 f) Posicione uma terceira régua, formando um triângulo.
régua 2
régua 3
θ
régua 1 A régua 3 foi posicionada formando um triângulo retângulo com as duas outras réguas g) Leia nas três réguas os valores dos três lados do triângulo, e preencha as lacunas abaixo:
6
____cm ____cm
θ ____cm Medidas do triângulo formado pelas réguas
h) Calcule o valor do seno do ângulo:
sen θ =
cateto oposto hipotenusa
sen θ =
sen θ = Assim, o ângulo θ corresponde ao arco cujo seno é o resultado do quociente anterior:
θ = arcsen θ= i) Pela Lei de Interferência de Young:
nλ = dsenθ Como n = 1 ( medida em relação ao primeiro máximo de interferência):
1.λ = (_____cm) . (______)
7
λ=
cm
j)
Cálculo do erro:
Erro
λcalculado − λmedido diretamente (%) = λmedido diretamente
Erro
(%) =
Erro
÷ ÷ . 100
. 100
(%) =
. 100
Erro
(%) =
. 100
Erro
(%) =
%
2.3 – Tabela de Medições 2.3.1 Média das medições de λ Repita os procedimentos anteriores mais quatro vezes, e tire a média aritmética dos cinco valores calculados para λ (comprimento de onda), preenchendo a primeira linha da tabela abaixo.
Distância
sen θ
λ calculado (média de 5 medidas)
Erro (%)
2 cm
2.3.2 Calcule o λ de outras quatro distâncias, e preencha a tabela anterior (para cada uma dessas quatro distâncias, determine o λ cinco vezes, e calcule sua média, preenchendo a terceira coluna da tabela).
8 3 – Para você pensar Examinando a tabela que você construiu, observe os erros obtidos. O que você conclui quando realiza medições de distância cada vez maiores entre as fontes ? Tente explicar com suas palavras, o porquê dessa conclusão.